[Travis]

Hoy :gato de Schrödinger

Cuando se habla de el "gato de Schrödinger" se está haciendo referencia a una paradoja que surge de un célebre experimento imaginario propuesto por Erwin Schrödinger en el año 1937 para ilustrar las diferencias entre interacción y medida en el campo de la mecánica cuántica.

El experimento mental consiste en imaginar a un gato metido dentro de una caja que también contiene un curioso y peligroso dispositivo. Este dispositivo está formado por una ampolla de vidrio que contiene un veneno muy volátil y por un martillo sujeto sobre la ampolla de forma que si cae sobre ella la rompe y se escapa el veneno con lo que el gato moriría. El martillo está conectado a un mecanismo detector de partículas alfa; si llega una partícula alfa el martillo cae rompiendo la ampolla con lo que el gato muere, por el contrario, si no llega no ocurre nada y el gato continua vivo.

Cuando todo el dispositivo está preparado, se realiza el experimento. Al lado del detector se sitúa un átomo radiactivo con unas determinadas características: tiene un 50% de probabilidades de emitir una partícula alfa en una hora. Evidentemente, al cabo de una hora habrá ocurrido uno de los dos sucesos posibles: el átomo ha emitido una partícula alfa o no la ha emitido (la probabilidad de que ocurra una cosa o la otra es la misma). Como resultado de la interacción, en el interior de la caja, el gato está vivo o está muerto. Pero no podemos saberlo si no la abrimos para comprobarlo.
 
Si lo que ocurre en el interior de la caja lo intentamos describir aplicando las leyes de la mecánica cuántica, llegamos a una conclusión muy extraña. El gato vendrá descrito por una función de onda extremadamente compleja resultado de la superposición de dos estados combinados al cincuenta por ciento: "gato vivo" y "gato muerto". Es decir, aplicando el formalismo cuántico, el gato estaría a la vez vivo y muerto; se trataría de dos estados indistinguibles.

La única forma de averiguar qué ha ocurrido con el gato es realizar una medida: abrir la caja y mirar dentro. En unos casos nos encontraremos al gato vivo y en otros muerto. Pero, ¿qué ha ocurrido? Al realizar la medida, el observador interactúa con el sistema y lo altera, rompe la superposición de estados y el sistema se decanta por uno de sus dos estados posibles.

El sentido común nos indica que el gato no puede estar vivo y muerto a la vez. Pero la mecánica cuántica dice que mientras nadie mire en el interior de la caja el gato se encuentra en una superposición de los dos estados: vivo y muerto.

Esta superposición de estados es una consecuencia de la naturaleza ondulatoria de la materia y su aplicación a la descripción mecanocuántica de los sistemas físicos, lo que permite explicar el comportamiento de las partículas elementales y de los átomos. La aplicación a sistemas macroscópicos como el gato o, incluso, si así se prefiere, cualquier profesor de física, nos llevaría a la paradoja que nos propone Schrödinger.

   

[Ladril]

[jimmythegreattt]

[...]lo que permite explicar el comportamiento de las partículas elementales y de los átomos.[...]

   

Pues no lo veo claro

[Ladril]

[...]lo que permite explicar el comportamiento de las partículas elementales y de los átomos.[...]

   

Pues no lo veo claro

Las partículas elementales y pequeñas en general tienen comportamientos extraños.

Por ejemplo, el fenómeno de las rendijas de Young. Cuando hacemos incidir luz sobre una placa con dos agujeros, podemos observar que la luz que sale tiene bandas de interferencia, fáciles de entender si tenemos en cuenta que la luz es una onda:



Pues resulta que si hago lo mismo, pero si en vez de luz voy disparando electrones uno a uno y observo como se acumulan en una placa posterior, el patrón que se observa es así:



Interferencia, justo como la luz. Lo cual es sorprendente si tenemos en cuenta que, desde la perspectiva clásica del sentido común, al lanzar electrones estamos lanzando "bolitas".

Comportamientos como estos quedan explicados al suponer que el estado de una partícula viene dada por una superposición de estados (como el estado del gato, que es  una superposición de vivo y muerto).

[jimmythegreattt]

Vaya... Que la materia muestre bandas de interferencia me sorprende. Aunque no llego a imaginar cómo pueden los electrones "anularse" (o algo así, no sé cómo decirlo) en un punto P y concentrarse en uno Q, etcétera, como una onda.

¿Cuáles serían los diferentes estados en los que estarían las partículas al mismo tiempo?

[San_339]

http://ciencia-en-red.fisimur.org/fisica/Gato.pdf

[Travis]

Una aclaracion nada mas,se dice que la mecanica cuantica se aplica a lo "muy pequeño"queriendo referirse con esto a escalas atomicas o subatomicas y es cierto, pero esto no implica que no se pueda aplicar tb a objetos macroscopicos,(por ejemplo a un coche en movimiento )solo que en este ultimo caso el pequeño valor de la constante de planck 6.63*10e-34 J*s ,creo recordar,hace que su comportamiento cuantico sea despreciable en el "mundo macroscopico".

[Lacan]

Lo más raro con diferencia de la mecánica cuántica es la indeterminación de Heisenberg. Una indeterminación teórica, es decir, inherente a la naturaleza. No existe el determinismo. Por lo tanto, no existe el destino. Sólo existen, eso sí, esperanzas matemáticas, que es en definitiva lo que vemos en el mundo macroscópico, donde todo converge en un aparente determinismo. Lo que me gustaría saber es si existirá algún fenómeno sujeto a caos, es decir, muy sensible a pequeñas variaciones en las condiciones iniciales. Ahí se comprobaría la parte aleatoria en todo su esplendor.

Otra cosa curiosa con la que al parecer alucinan todos los físicos es el método por el que Heisenberg modelizó la función de onda. Una cosa rara con tablas y matrices completamente anti-intuitiva. Por eso se usa más la ecuación de Schrödinger.

El puto amo.

[Ladril]

Lo que me gustaría saber es si existirá algún fenómeno sujeto a caos, es decir, muy sensible a pequeñas variaciones en las condiciones iniciales. Ahí se comprobaría la parte aleatoria en todo su esplendor.

¿A qué te refieres exactamente con eso?

[Lacan]

Lo que me gustaría saber es si existirá algún fenómeno sujeto a caos, es decir, muy sensible a pequeñas variaciones en las condiciones iniciales. Ahí se comprobaría la parte aleatoria en todo su esplendor.

¿A qué te refieres exactamente con eso?

Las pequeñas variaciones de lo que ocurre en el mundo microscópico son imperceptibles en el macroscópico, porque el número de partículas es tan grande en comparación con su varianza que todo acaba por converger a las leyes físicas "newtonianas". Pero me preguntaba si podían encontrarse sistemas físicos en los que no se cumpliera esto, sino que cualquier pequeña variación en el microscópico tuviera grandes repercusiones en el macroscópico. En matemáticas cuando una pequeña variación en las condiciones iniciales genera una variación grande, se habla de caos.

Supongo que lo que digo se puede ver en las tormentas y sistemas similares, por ejemplo, pero no lo tengo muy claro.

[Ladril]

En matemáticas cuando una pequeña variación en las condiciones iniciales genera una variación grande, se habla de caos.

Supongo que lo que digo se puede ver en las tormentas y sistemas similares, por ejemplo, pero no lo tengo muy claro.

¿Quieres decir que si hay manifestaciones físicas del fenómeno matemático conocido como caos? Creía que era obvio que si.

[Lacan]

En matemáticas cuando una pequeña variación en las condiciones iniciales genera una variación grande, se habla de caos.

Supongo que lo que digo se puede ver en las tormentas y sistemas similares, por ejemplo, pero no lo tengo muy claro.

¿Quieres decir que si hay manifestaciones físicas del fenómeno matemático conocido como caos? Creía que era obvio que si.

Las manifestaciones físicas de las que hablas van más enfocadas a los fractales y a sistemas dinámicos condicionales sobre poblaciones. Yo hablo de caos aplicado desde una escala cuántica a una normal.

[Ladril]

Las manifestaciones físicas de las que hablas van más enfocadas a los fractales y a sistemas dinámicos condicionales sobre poblaciones

Poblaciones, tormentas, economía, muelles forzados o mil cosas más xD

Mañana seguimos hablando del tema.

[Lacan]

Las manifestaciones físicas de las que hablas van más enfocadas a los fractales y a sistemas dinámicos condicionales sobre poblaciones

Poblaciones, tormentas, economía, muelles forzados o mil cosas más xD

Mañana seguimos hablando del tema.

Si hablamos de poblaciones y economía, será que no me has entendido lo más mínimo.

[Ladril]

Las manifestaciones físicas de las que hablas van más enfocadas a los fractales y a sistemas dinámicos condicionales sobre poblaciones

Poblaciones, tormentas, economía, muelles forzados o mil cosas más xD

Mañana seguimos hablando del tema.

Si hablamos de poblaciones y economía, será que no me has entendido lo más mínimo.

No, no, te he entendido. Pero es que es muy tarde para ponerme a hablar del tema de la cuántica